Paskaidroti senču DNS testu ierobežojumi

Uzņēmums 23andMe vēlas jums pārdot brīvdienas, pamatojoties uz jūsu DNS. Bet uz ko viņi patiesībā to pamato?

Danušs Parvanehs/Vox

Identiskiem dvīņiem ir praktiski identiska DNS. Tātad jūs domājat, ja dvīņu komplekts tiktu nosūtīts DNS paraugā ģenētisko senču pārbaudei, viņi iegūtu tieši tādus pašus rezultātus, vai ne?



Ne vienmēr, saskaņā ar neseno Kanādas apraides korporācijas veikto izmeklēšanu. Patiesībā žurnālisti demonstrēts ka dvīņi bieži negūst tādus pašus rezultātus no viena uzņēmuma. Un visā nozarē aprēķini par to, kur dzīvoja indivīda senči, dažādos uzņēmumos var ievērojami atšķirties.

Vienā gadījumā patērētāju ģenētikas uzņēmums 23andMe vienai dvīnei teica, ka viņa ir 13% eiropiešu. Tikmēr otras dvīņa tests parādīja, ka viņai bija tikai 3 procenti Eiropas senču, un viņai bija vairāk DNS, kas atbilst citiem, specifiskākiem Eiropas reģioniem. Turklāt, kad dvīņu DNS testēja pieci uzņēmumi, katrs sniedza atšķirīgus rezultātus.

Viens skaitļošanas biologs teica CBC, ka rezultātu atšķirības ir mistiskas.

Tātad, kas nosaka šīs atšķirības? Kopumā atšķirības senču pārbaudēs nenozīmē, ka ģenētiskā zinātne ir krāpšana un ka uzņēmumi tikai izdomā šos skaitļus. Tie ir vairāk saistīti ar zinātnes ierobežojumiem un dažiem galvenajiem pieņēmumiem, ko uzņēmumi izdara, analizējot DNS senču noteikšanai.

Uzņēmumi, kas nodrošina senču pārbaudi, piemēram, Ancestry.com un 23andMe nodrošina precīzu savu klientu DNS senču sadalījumu. Viņi varētu teikt, ka, piemēram, kāda cilvēka senči ir 25 procenti itāļu, 74 procenti Austrumāzijas un 0,1 procenti Sardīnijas. Viņi arī tirgot savu produktu tādā veidā, kas liek domāt, ka viņu pārbaude atklāj kaut ko dziļi nozīmīgu par jums.

Savos senču ziņojumos 23andMe saka jūsu DNS stāsta par to, kas jūs esat un kā jūs esat saistīts ar populācijām visā pasaulē. Uzņēmums tagad pat sadarbojas ar AirBnb, lai palīdzētu klientiem plānot mantojuma brīvdienas vietās, kur dzīvoja viņu senči.

MyHeritage, vēl viens uzņēmums, kas nodrošina senču analīzi, raksta mūsu DNS tests piedāvā spēcīgu pieredzi, atklājot to, kas padara jūs unikālu, un uzzināt, no kurienes jūs patiešām nākat.

No šiem pārskatiem ne vienmēr ir skaidrs, ka tie ir balstīti uz aprēķiniem, kas var atšķirties atkarībā no uzņēmuma, un tajos ir iebūvēti kļūdu avoti. Jūsu rezultāti no viena uzņēmuma pat var mainīties laika gaitā kā uzņēmums reģistrē vairāk lietotāju un apkopo vairāk datu.

Uzņēmumi to dara ir tīmekļa lapas ka paskaidrot šos ierobežojumus, taču jums ir mazliet jāparok, lai tos atrastu. Jūs varētu ļoti viegli iegādāties kādu no šiem komplektiem, ar to nesaskaroties.

Patērētāju ģenētiskā testēšana strauji pieaug. Saskaņā ar MIT tehnoloģiju apskatam , 26 miljoni vai vairāk cilvēku ir veikuši ģenētisko senču testu. Tech Review arī atklāja, ka 2018. gadā iegādāto testu skaits pārsniedza visu iepriekšējo gadu pārdošanas apjomus kopā.

Šie ģenētiskie testi parasti maksā no 60 līdz 100 USD vai vairāk, ja tie satur informāciju par veselību. Tirgū augot, patērētājiem ir jāapzinās, ko tieši šie testi viņiem parāda (un vēl jo vairāk, ja runa ir par informāciju par veselību un labsajūtu ).

Tātad, ko tas īsti nozīmē, ja uzņēmums jums saka, ka 40% esat grieķis? Lai atbildētu uz šo jautājumu, ir lietderīgi saprast, ko tieši šie testi meklē, un pieņēmumus, kas tiem jāizdara, lai uzminētu jūsu senčus.

Ir svarīgi saprast, ka ģenētika var sniegt atbildes par senčiem, saka Džo Pikrels , ģenētiķis un Gencove izpilddirektors, uzņēmums, kas pārdod ģenētiskās testēšanas aparatūru un programmatūru citiem uzņēmumiem. Nav laika mašīnas, nav kristāla bumbas.

Lai gan ģenētisko senču testi sniedz precīzus procentus par mūsu mantojumu, ziņojumi ir vislabāk pārdomāti. aplēses, pamatojoties uz nepilnīgiem datiem.

Soli pa solim apskatīsim, kāpēc.

Pirmais solis: iespļaut mēģenē

Ir aptuveni 3 miljardi bāzes pāru — mūsu ģenētiskā koda atsevišķie burtu norādījumi, kas veido cilvēka genomu. Kad jūs iespļaujat mēģenē un nosūtāt to tādam uzņēmumam kā 23andMe, Ancestry.com vai MyHeritage, viņi neuztraucas skatīties katru burtu. Tas būtu pārspīlēts.

Visiem cilvēkiem ir kopīgs aptuveni 99,9 procenti DNS. Tā vietā, lai paātrinātu procesu, testos tiek meklētas vietas genomā, kur cilvēki parasti atšķiras viens no otra.

Tās ir vietas, kur jums varētu būt nukleotīds (molekula, kas veido pusi no bāzes pāra) adenīns un man ir timīns. Tieši tā. Kopumā šīs viena burta izmaiņas mūsu DNS var palīdzi izskaidrot kāpēc viens cilvēks ir garāks par otru vai kāpēc vienam ir brūnas acis, bet citam zaļas.

Zinātnes žargonā šīs variācijas sauc par viena nukleotīda polimorfismiem vai SNP (izrunā snip). Uzņēmumi var analizēt pusmiljonu SNP vai vairāk senču testā.

Kad ģenētiskās testēšanas uzņēmums pa pastu saņem jūsu siekalu caurulīti, vispirms no tās ir jāizņem DNS. Jūs noņemat šūnu atliekas, olbaltumvielas un visas lietas, kas nav DNS, skaidro Yaniv Erlich, MyHeritage galvenais zinātnes darbinieks. Viņi izveido jūsu DNS kopijas, pēc tam sadala tos īsākos gabalos.

Pēc tam gabali tiek ievadīti mašīnā, ko sauc par genotipēšanas masīvu. Šie masīvi — un tas ir absolūts vienkāršojums — darbojas kā monētu šķirotājs, bet SNP. Viņi pateiks uzņēmumiem, kuras SNP versijas esat mantojis un kurā genoma vietā.

Daudzi SNP ir bezjēdzīgi, ja runa ir par mūsu veselību. Bet tie var būt noderīgi sākumpunkti senču izsekošanai. Tas ir tāpēc, ka, tāpat kā viss pārējais mūsu genomā, SNP tiek nodoti paaudzēs. Jo vairāk SNP mums ir kopīgs ar citu personu, jo lielāka iespēja, ka mums ir līdzīgi un jaunāki senči. Jūsu izcelsme tiek novērtēta, salīdzinot jūsu SNP rezultātus ar ģenētisko datubāzi cilvēkiem ar zināmiem senčiem (vairāk par to nākamajā sadaļā).

Šis ir pirmais potenciālo neatbilstību avots senču pārbaudē: lai gan šie genotipēšanas masīvi ir ārkārtīgi precīzi, tie mēdz pieļaut nelielas kļūdas.

Mēs runājam par 99,9 procentu precizitāti šiem masīviem, saka Erlihs. Bet pat ar tik augstu precizitātes līmeni, apstrādājot 1 miljonu vietu genomā, jūs varat iegūt 1000 kļūdu. Šīs mazās kļūdas vien var palīdzēt izskaidrot, kāpēc vienam dvīnim var būt nedaudz atšķirīgi rezultāti no cita. (Šis kļūdu avots ir iemesls, kāpēc veselības rezultāti, ko saņemat no ģenētiskās testēšanas uzņēmumiem var parādīt arī neatbilstības .)

Otrais solis: jūsu DNS tiek salīdzināta ar citu cilvēku DNS, kuriem ir zināmi senči

Ja neskaita kļūdas, genotipa noteikšanai, ko iegūstam no katra patērētāju testēšanas uzņēmuma, vajadzētu būt gandrīz identiskam (tas ir, ja uzņēmumi aplūko to pašu SNP kopu un skaitu). Bet tas, kā uzņēmumi analizē šos neapstrādātos datus, atšķiras. Un tāpēc viena uzņēmuma senču rezultāti var izskatīties nedaudz atšķirīgi no cita uzņēmuma.

Lūk, kā tas darbojas.

Uzņēmumi, piemēram, 23andMe, Ancestry.com un MyHeritage, salīdzina jūsu SNP kopu ar zināmām atsauces grupām (SNP, kuras mēdz atrast, piemēram, grieķu izcelsmes cilvēkiem). Pārbaudēs tiek meklēti pierādījumi tam, ka jums ir kopīgi senči ar atsauces grupas cilvēkiem.

Taču katra uzņēmuma izmantotā atsauces grupa var būt atšķirīga. Un atsauces grupas visu laiku mainās.

Kā STAT ziņas ziņojumi , cilvēki, kuri izmantoja šos testus tikai pirms dažiem gadiem, tagad atklāj, ka viņu rezultāti ir mainījušies. Uzņēmumi apgalvo, ka šī ir viņu produkta iezīme un, kad viņi labāk prognozē ģenētisko izcelsmi, viņi nodos šo informāciju patērētājiem. Tomēr tas arī samazina viņu mārketingu, kas nozīmē, ka viņu testi atklāj kaut ko būtisku par jums.

Vēl viens ierobežojums: šīs atsauces grupas lielā mērā ir balstītas uz cilvēkiem, kuri paši ziņo par saviem senčiem. Šie cilvēki var būt diezgan pārliecināti, ka zina, no kurienes nāk viņu ģimenes, taču tas nav ideāls pasākums.

Senču DNS uzņēmumi bieži var izsekot Eiropas DNS noteiktām valstīm. Bet, ja esat mazākums, jūsu ziņojums var būt neskaidrs. Iepriekš uz šo pagājušo vasaru , 23andMe varētu pielāgot cilvēkus tikai trīs plašos reģionos Subsahāras Āfrikā, kas ir milzīga teritorija ar lielu ģeogrāfisko un etnisko daudzveidību. Un tas ir tikai tāpēc, ka šo uzņēmumu atsauces datu kopās nav tik daudz afrikāņu.

Iedomājieties, ka esat no mazas Spānijas pilsētas, saka Pikrels. Ja [testēšanas uzņēmumiem] ir daudz cilvēku no šīs mazās pilsētiņas, viņi var patiešām efektīvi salīdzināt jūs ar viņiem. Bet, ja viņiem nav cilvēku no šīs konkrētās mazpilsētas, viņi var vienkārši noteikt, ka jūs kopumā esat spānis vai eiropietis.

3. darbība: datorprogramma vislabāk nosaka jūsu senču uzbūvi

Atliek vēl viens pēdējais solis: šie uzņēmumi jūs ne tikai pielīdzina senčiem; viņi piešķir jums ļoti konkrētus procentus. Tātad senču DNS tests var atklāt, ka 23 procenti jūs esat eiropietis, 24 procenti ķīniešu un tā tālāk.

Šeit parādās datorprogrammas. Algoritms saka: “Mēģināsim apvienot senčus dažādās kombinācijās, lai iegūtu līdzīgu [SNP] variāciju, kāda jums ir,” saka Erlihs.

Tas meklē vislabāko piemērotību, nevis ideālu atbilstību.

Un tas ir nepilnīgs, jo īpaši, lai atšķirtu senčus, kas izskatās ļoti ģenētiski līdzīgi.

Kā piemēru Erlihs saka, ka Eiropā ir ļoti maz [ģenētisko] variāciju. Viņš saka, ka, piemēram, cilvēki no Anglijas ģenētiski neizskatās tik atšķirīgi nekā cilvēki no Īrijas. Tātad dators, visticamāk, pieļaus kļūdu, ka cilvēka senči bija angļi (nevis īri), nevis pieļauj kļūdu, ka cilvēks ir anglis (nevis taivānietis).

Turklāt programmām ir jāizdara daži minējumi par to, cik senā pagātnē dzīvoja jūsu senči noteiktā vietā. Tas arī ir nepilnīgs, ar virkni kļūdu.

Datorprogrammas ir jutīgas arī pret nelielām kļūdām, kas iebūvētas genotipēšanas procesā. Un atkal programmas iznākums ir atkarīgs no atsauces DNS, kas uzņēmumam ir savā datubāzē.

Atcerieties: DNS senči nav tas pats, kas mantojums

Vēl kaut kas ir svarīgi atcerēties: senču DNS testi nenorāda, kur dzīvoja katrs jūsu ciltskoka loceklis. Tā vietā viņi stāsta, cik daudz no viņu DNS esat mantojis.

Tāpēc brāļi un māsas var saņemt dažādus ziņojumus no DNS senču pakalpojumiem (lai gan viņiem ir tieši tādi paši radinieki). Iespējams, ka jūsu brālis no kāda no jūsu senčiem ir mantojis DNS gabalu, ko jūs neesat, saka Pikrels.

Atcerieties, ka jūs mantojat pusi DNS no savas mammas un pusi DNS no sava tēva. Bet tavs tētis var nenodot tev visus gēnus, ko viņš ir mantojis, piemēram, no savas ģimenes Sardīnijas puses.

Kad jūs savā ciltskokā virzāties arvien tālāk atpakaļ laikā, pastāv iespēja, ka neesat mantojis DNS no kāda no saviem senčiem, saka Pikrels. Vai tas nozīmē, ka neesat radniecīgs ar šo personu? Nē. Vai tas nozīmē, ka jums ir aizliegts gatavot pierogus ar to novecojušo recepti? Protams, nē. Tie joprojām ir daļa no jūsu dzimtas koka un jūsu mantojuma.

DNS nav tas pats, kas mantojums. DNS senču testi sašķiro jūsu DNS pēc ģeogrāfiskajiem reģioniem, no kuriem, iespējams, esat to mantojis. Bet ne viss mūsu ģimenes vēsturē ir ģeogrāfisks.

Šie testi nepasaka mums par valodām, kurās runāja mūsu senči, par ēdienu, ko viņi ēda, vai par to, vai viņi tika svinēti vai vajāti. Viņi neko daudz nestāsta par to, kā mūsu senči dzīvoja vai ceļoja. Piemēram, aškenazi [a.k.a. Austrumeiropas] Ebreju populācijas, kas bija ļoti migrējošas, mēdza precēties grupas ietvaros, saka Pikrels. 23andMe varētu jūs pielīdzināt Aškenazu mantojumam, bet varbūt ne konkrētai ģeogrāfiskai vietai.

Cilvēces vēsture ir nekārtīga migrācijas lieta, kas ir pārāk sarežģīta, lai to izsekotu, vienkārši izmantojot mūsu DNS. Un arī precīzajiem procentiem, no kurienes nāk mūsu DNS, var nebūt nozīmes. Ja jūsu brālis un māsa manto nedaudz vairāk skandināvu DNS nekā jūs, vai tas viņus padara skandināvākus? Nē.

kurš uzrakstīja kopējos pamatstandartus

Šo iemeslu dēļ daudziem ir neērti ideja par mantojumu kā kaut ko tādu, kas jāapstiprina ar DNS pierādījumiem, vai ka cilvēki pieder noteiktai etniskai grupai. pamatojoties uz triviālu senču daudzumu . DNS senči paver nelielas durvis mūsu pagātnē. Mēs varam uzzināt tādas lietas kā to, ka pirms daudziem desmitiem tūkstošu gadu cilvēki un neandertālieši pārojās, lai gan mēs varam tikai spekulēt (un aizraujošos veidos), kāpēc.

Bet tās ir tikai mazas durvis, nepilnīgs ceļvedis.

Tā ir vērtīga informācija, taču tā pati par sevi nekad nebūs galīga, saka Pickrell.

Papildu lasīšana: ko par mums īsti saka jaunā ģenētikas zinātne